考研物化课件溶液4-7稀溶液的依数性.pptx

1、4-7 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 依数性质：依数性质：指定溶剂的类型和数量后，这些性质只指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。溶取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，这里只讨质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，这里只讨论粒子是分子的情况。论粒子是分子的情况。依数性的种类：依数性的种类：蒸气压下降蒸气压下降凝固点降低凝固点降低沸点升高沸点升高渗透压渗透压一、一、溶剂的蒸气压下降溶剂的蒸气压下降溶剂溶剂A中加入少量中加入少量B，则，则 蒸气压下降是造成凝固点下降、沸点升高和蒸气压下降是造成凝固点下降

2、、沸点升高和渗透压的根本原因。渗透压的根本原因。二、二、溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低 纯物质凝固点：纯物质凝固点：外压一定外压一定,液态纯物质逐渐冷却，至开始出现液态纯物质逐渐冷却，至开始出现固态时的平衡温度固态时的平衡温度,用用表示。表示。溶液凝固点：溶液凝固点：外压一定外压一定,稀溶液逐渐冷却，至开始出现固态稀溶液逐渐冷却，至开始出现固态纯溶剂时的平衡温度纯溶剂时的平衡温度,用用表示。表示。则则溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低 定性解释：定性解释：图图 1 溶液冰点下降示意图溶液冰点下降示意图BC:液态纯溶剂液态纯溶剂A的蒸气压曲线的蒸气压曲线DF:溶液中溶剂溶液中溶剂A的蒸气压曲线的

3、蒸气压曲线EFC:纯纯A固体的蒸气压曲线固体的蒸气压曲线凝固点降低值：凝固点降低值：凝固点降低常数凝固点降低常数证明：证明：则则外压不变，溶液组成改变外压不变，溶液组成改变 则则溶液凝固点相应改变溶液凝固点相应改变、对比：、对比：而而 稀溶液中溶剂稀溶液中溶剂A将将 式代入式代入式，得式，得 而而 将、将、式代入式中，得式代入式中，得注注 意意 稀溶液冰点下降的前提是稀溶液冰点下降的前提是A+B不形成固溶不形成固溶体；若体；若A+B形成固溶体，则当固相中形成固溶体，则当固相中A的浓度的浓度较液相中大时，则凝固点下降；当固相中较液相中大时，则凝固点下降；当固相中A的的浓度较液相中小，则凝固点上升

4、。浓度较液相中小，则凝固点上升。凝固点下降法测分子量凝固点下降法测分子量 其它应用其它应用应应 用：用：如盐水溶液冷冻剂：如盐水溶液冷冻剂：CaCl2H2O体系最低凝固点（共熔点）体系最低凝固点（共熔点）218K；如物质纯度鉴定：如物质纯度鉴定：一般金属一般金属Kf都很大都很大,如如Pb，稍有杂质其凝固点明显下降。稍有杂质其凝固点明显下降。制备易熔合金：制备易熔合金：如保险丝，是如保险丝，是Bi、Pb、Sn、Cd四金属制成的易四金属制成的易熔合金，熔点只有熔合金，熔点只有343K，比其中最易熔的，比其中最易熔的Sn的熔点的熔点505K还低很多。还低很多。三、沸点上升（溶质不挥发）三、沸点上升（

5、溶质不挥发）设有设有（A+B）稀溶液，溶质稀溶液，溶质B 不挥发不挥发图图 2 2 溶液沸点上升示意图溶液沸点上升示意图用热力学方法同样可以证明：用热力学方法同样可以证明：则则 Vant Hoff沸点上升公式沸点上升公式 沸点上升常数沸点上升常数说说 明明溶质不挥发，则溶液沸点上升；溶质不挥发，则溶液沸点上升；若溶质是可挥发的，则：若溶质是可挥发的，则：若若B在气相中的浓度小于其在液相中的浓度，在气相中的浓度小于其在液相中的浓度，溶液沸点上升溶液沸点上升若若B在气相中的浓度大于其在液相中的浓度，在气相中的浓度大于其在液相中的浓度，溶液沸点下降溶液沸点下降四、渗透压力四、渗透压力渗透压实验：渗透

6、压实验：图图3 3a a 渗透压实验示意图渗透压实验示意图对纯对纯A：对溶液中对溶液中A：化学势判据：化学势判据：自发过程向着化学势减小的方向进行自发过程向着化学势减小的方向进行 溶剂自纯溶剂一方向溶液中渗透，溶液液面溶剂自纯溶剂一方向溶液中渗透，溶液液面上升，直到两边化学势相等，达到渗透平衡上升，直到两边化学势相等，达到渗透平衡为止。为止。渗透压定义：渗透压定义：恒温下，为阻止溶剂分子向溶液一方渗透而恒温下，为阻止溶剂分子向溶液一方渗透而对溶液额外所加的最小压力对溶液额外所加的最小压力图图3 3-b 渗透压实验示意图渗透压实验示意图反渗透：反渗透：若在溶液上方施加的压力超过渗透压若在溶液上方

7、施加的压力超过渗透压，则，则溶剂溶剂A从右边向左边渗透从右边向左边渗透溶剂一方液面上升，溶溶剂一方液面上升，溶液一方液面下降。液一方液面下降。对于一定浓度的稀溶液对于一定浓度的稀溶液热力学推导：热力学推导：测大分子化合物的分子量测大分子化合物的分子量 渗透压是依数性质中最灵敏的一个性质渗透压是依数性质中最灵敏的一个性质应用：应用：蒸气压下降蒸气压下降 很难测准很难测准 凝固点下降凝固点下降 不易测量不易测量 渗透压渗透压 易测量易测量 293K，0.001molkg-1下，下，据此测大分子的分子量据此测大分子的分子量溶剂、溶质分子大小相差悬殊时，制备理想半透膜较易。溶剂、溶质分子大小相差悬殊时

8、，制备理想半透膜较易。反渗透的应用反渗透的应用 水处理（如海水淡化、硬水的软化）、重金属水处理（如海水淡化、硬水的软化）、重金属盐的回收等都是反渗透应用的实例。反渗透亦可用盐的回收等都是反渗透应用的实例。反渗透亦可用于分离提纯，如可用于甘油和食盐等有机物和无机于分离提纯，如可用于甘油和食盐等有机物和无机物的分离。物的分离。反渗透亦可代替一般的离心分离或加热浓缩（产反渗透亦可代替一般的离心分离或加热浓缩（产品受热易分解）等工艺，故在医药、食品工业也有重品受热易分解）等工艺，故在医药、食品工业也有重要应用。要应用。高分子化学的蓬勃发展，能制备出适应各种需要高分子化学的蓬勃发展，能制备出适应各种需要

9、的高渗透性（渗透速度快）、高选择性和强度较高的的高渗透性（渗透速度快）、高选择性和强度较高的半透膜，如醋酸纤维素膜就是性能较好的一种，为反半透膜，如醋酸纤维素膜就是性能较好的一种，为反渗透技术的广泛应用提供了有利条件。渗透技术的广泛应用提供了有利条件。几种依数性质相关联原因：几种依数性质相关联原因：溶液中溶剂的化学势小于纯溶剂的化学势。溶液中溶剂的化学势小于纯溶剂的化学势。五、四种依数性之间的关系五、四种依数性之间的关系 例例 凝固点为凝固点为271.3K的海水，在的海水，在293.2K下用反渗透下用反渗透法使其淡化，问最少需加多大压力法使其淡化，问最少需加多大压力?水的水的 解：假设海水为稀溶液解：假设海水为稀溶液由由则则最少需加压力为最少需加压力为